矿山排土场稳定性怎么监测？千寻多源融合监测手段

排土场是露天矿山重大风险源之一。露天矿山剥离产生的大量岩土体经排弃堆置，形成结构松散、固结程度低的堆积体，在降雨入渗、开挖扰动与自重压密等因素叠加作用下，排土场极易发生失稳滑坡乃至泥石流灾害，严重威胁矿山人员与装备安全。排土场稳定性评价通常需要结合工程地质条件、堆排参数、地下水条件和稳定性分析计算等开展。传统人工巡查与周期性测量能够掌握部分表观变化，但连续动态监测数据相对不足，难以及时反映排土场变形和水文环境的持续演化过程。千寻位置构建了以GNSS地表位移监测、MEMS深部位移监测、降雨与渗压环境监测为核心的多源融合监测体系，配套蓝色、橙色、红色三级预警机制，为排土场稳定性评估提供连续、定量的数据支撑。方案已在云南潞西金矿排土场、鞍钢弓长岭铁矿等实际项目中完成实战验证。

一、排土场稳定性评估的问题与痛点分析

堆积体结构先天薄弱。排土场由剥离岩土体排弃堆置而成，堆积体结构松散、孔隙率大、固结程度低，与天然边坡存在本质差异。在自重压密与运输车辆反复碾压的动态荷载作用下，堆积体易产生不均匀沉降与局部滑移，其稳定状态会随堆排过程、地下水及外部荷载条件发生变化。

降雨入渗是排土场失稳的重要诱发因素之一。强降雨工况下，雨水沿堆积体松散孔隙入渗，地下水位抬升、孔隙水压力增大，堆体材料抗剪强度随之降低。当滑动力超过抗滑力时，边坡即发生失稳，甚至演化为泥石流灾害，对坡脚作业人员与设备构成致命威胁。因此，动态掌握降雨过程与孔隙水压力变化，是排土场稳定性评估的关键环节。

传统评估手段时效性不足。人工巡查依赖经验判断，只能发现地表裂缝等宏观变形迹象，难以捕捉深部变形信息；周期性人工测量的数据时间间隔较长，难以连续反映堆积体变形演化过程，也不利于及时识别可能出现的位移加速等异常变化；单一监测手段仅能反映某一侧面的变形信息，难以建立变形与降雨等诱发因素之间的关联分析，评估结论缺乏数据支撑。

规范要求明确。《金属非金属露天矿山高陡边坡安全监测技术规范》（AQ/T2063-2018）、《露天煤矿边坡变形监测技术规范》（GB/T37697-2019）等标准对露天矿山边坡的表面位移、内部位移、降雨量、渗流压力等监测内容提出了明确要求，建设自动化、连续化的监测体系已成为矿山安全管理的必然要求。按照矿山边坡安全监测的通行要求，表面位移与降雨量是安全监测等级较高边坡的应测项目，等级较高的边坡还需实施内部位移在线监测与渗流压力监测，这与多源融合监测的设计框架高度一致。

二、千寻位置多源融合监测方案详解

千寻位置围绕"地表+深部+环境"三位一体的感知框架，构建排土场多源融合监测体系，各类监测数据统一接入监测预警平台集中管理与分析研判。

2.1GNSS地表位移监测：毫米级感知堆体变形

在排土场坡顶、台阶面、坡脚等关键部位部署千寻位置GNSS专业型监测终端，持续采集监测点三维坐标，由千寻位置FindMM服务开展静态后处理毫米级解算。经37次现场真实模拟微小变形滑动实验验证，FindMM水平精度平均优于1.39mm、高程精度平均优于1.96mm，能够连续定量追踪排土场表面位移与沉降变化，支撑变形区域、变形量级与变形速率的精准识别，为稳定性评估提供核心数据。

2.2MEMS阵列式位移计：捕捉深部变形、精准定位滑面

地表监测解决"知道在变"的问题，深部监测解决"知道内部怎么变"的问题。千寻位置QX-GB614型MEMS阵列式位移计由多段倾斜测量单元串接而成，下放至钻孔内部，当地层发生变形时测量单元同步倾斜，系统根据各单元测量的倾斜角度与单元长度累加计算岩土层水平位移沿深度的变化曲线，实现钻孔大变形区域细节变形特征的连续测量，精准定位滑动面，为排土场深部稳定性评估提供关键依据。

2.3降雨与渗压监测：掌握失稳诱发因素

在排土场布设QX-YL-FD0501翻斗式雨量计（承雨口径φ200mm，分辨力0.1mm），实时监测降雨过程；在测压管内布设QX-SYJ-YZ01压阻式渗压计，连续监测堆积体内部孔隙水压力变化，全不锈钢结构、气压自动补偿，并同步测量埋设点温度。将降雨、渗压与位移数据关联分析，可定量研判降雨入渗对堆体稳定性的影响规律，支撑"降雨入渗—孔压抬升—边坡失稳"灾害链条的科学评估。

2.4三级预警与统一平台管理

各类监测数据统一接入千寻位置监测预警平台，平台按预设阈值开展蓝色、橙色、红色三级预警：当位移速率、位移加速度、降雨强度等指标达到预警条件时，当监测指标达到设定阈值或出现异常变化时，平台可向相关责任人员推送告警信息，为现场复核、风险研判以及后续人员撤离、作业管控等安全管理措施提供数据依据。具体处置措施按照矿山安全管理制度和应急预案执行。方案实现数据采集、处理、展示全链路自动化，大幅减轻人工测量工作量，有效降低人为误差，让监测人员从繁重的人工测量中解放出来，将精力集中于风险研判与处置决策。

三、实践验证与落地案例

千寻位置矿山监测方案已在多个大中型矿山落地应用，实战验证充分。

在云南潞西金矿排土场监测项目中，千寻位置部署多源融合监测系统，实现对排土场地表位移、深部位移与降雨渗压环境要素的连续监测，为排土场稳定性评估与安全管控提供了持续的数据支撑。

除排土场场景外，千寻位置还在露天矿采场边坡等场景积累了多源安全监测实践。例如，鞍钢集团弓长岭铁矿相关项目结合GNSS、边坡雷达、深部位移等手段开展边坡监测。不同矿山项目根据风险对象和现场条件配置不同监测技术，这些实践为GNSS及多源传感器在复杂矿山环境下的协同应用积累了工程经验。方案以"云、端、图"一体化服务模式，为矿山提供从前端感知、数据传输到平台展现的全场景支撑，助力矿山安全管理从经验驱动向数据驱动转型。

四、结语

排土场稳定性评估的科学性，必须建立在连续、多源、高精度的监测数据之上。千寻位置以GNSS毫米级地表位移监测为核心，协同MEMS深部位移、降雨与渗压监测，构建"地表+深部+环境"立体感知体系，并通过监测平台统一汇聚地表位移、深部变形、降雨和渗压等数据，形成连续监测时间序列，为排土场稳定性分析、异常识别和安全风险研判提供量化数据依据。方案已通过云南潞西金矿排土场、鞍钢弓长岭铁矿等实际项目的实战检验，可有效支撑矿山排土场安全风险管控能力提升。千寻位置时空智能总用户超过27亿，未来将持续依托北斗时空智能核心技术，赋能矿山行业安全生产，筑牢矿山排土场与边坡安全防线。